周 興

(中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司，河北 涿州 072750)

0 引言

某鐵路工程中南山大橋跨越村道、河流，起伏明顯，共13跨，42孔簡(jiǎn)支梁與1孔連續(xù)梁?，F(xiàn)澆梁位于車(chē)站道岔區(qū)，由五線漸變?yōu)槎€，其中張家界臺(tái)-7#跨為五線梁，7#～9#跨為變寬簡(jiǎn)支梁。五線梁由左右到發(fā)線梁、左右站臺(tái)梁、正線梁組成。各梁型不統(tǒng)一、標(biāo)高不統(tǒng)一、變寬簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁梁截面與標(biāo)高漸變、工期緊張，因此，需要一套更安全、更經(jīng)濟(jì)、更高效的方法，以保障施工順利開(kāi)展。

1 施工方案的選取及優(yōu)化

1.1 方案的選取

逐段懸臂掛籃現(xiàn)澆、移動(dòng)模架現(xiàn)澆、支架現(xiàn)澆是目前鐵路現(xiàn)澆梁施工常見(jiàn)的3種施工工藝[1]。其中，傳統(tǒng)的支架現(xiàn)澆工藝又分為滿堂支架現(xiàn)澆與鋼管貝雷梁支架現(xiàn)澆。結(jié)合本工程條件對(duì)這幾種施工方法進(jìn)行對(duì)比分析。

1)若使用掛籃或移動(dòng)模架現(xiàn)澆工藝，桁架軌道間需平行，平移推進(jìn)模板。本工程中大橋存在變截面梁，無(wú)法使用掛籃或移動(dòng)模架標(biāo)準(zhǔn)段模板，且不能平行推進(jìn)。

2)移動(dòng)模架占地大，拆卸不便，僅可施工該橋7孔梁，經(jīng)濟(jì)效率低。

3)該橋存在多種梁型，使用掛籃或移動(dòng)模架需要多套定型鋼模板，經(jīng)濟(jì)不可行。

4)該橋五線梁作業(yè)場(chǎng)地局限性大，站臺(tái)梁、到發(fā)線梁、正線梁相互制約，移動(dòng)模架或掛籃僅能滿足一個(gè)工作面施工，施工周期長(zhǎng)。

5)該工程場(chǎng)地勢(shì)起伏明顯，單跨高差可達(dá)25 m，跨越村道、河流，梁底距地面高度約60 m，無(wú)法使用滿堂支架體系。

綜合各現(xiàn)澆梁工藝，從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、操作便利性、工期及可靠性等方面進(jìn)行對(duì)比，選用鋼管貝雷梁支架體系。

1.2 方案的優(yōu)化

鋼管貝雷梁支架體系亦存在施工速度慢、成本高的問(wèn)題，有一定的實(shí)施困難[2]，需對(duì)其進(jìn)行深度優(yōu)化。

1)在傳統(tǒng)鋼管貝雷梁支架體系的基礎(chǔ)上加設(shè)盤(pán)扣支架，調(diào)整各梁底部標(biāo)高，可實(shí)現(xiàn)五線梁鋼管貝雷梁支架同步搭設(shè)與共用，減少鋼管使用量，使架體搭設(shè)與梁部施工形成流水作業(yè)，加快施工進(jìn)度。同時(shí)，加設(shè)盤(pán)扣支架以解決同跨五線梁標(biāo)高不統(tǒng)一、梁型不統(tǒng)一、梁截面與標(biāo)高漸變的問(wèn)題，運(yùn)用靈活多變。

2)采用墩身頂部預(yù)埋雙拼工字鋼代替?zhèn)鹘y(tǒng)墩旁2排鋼管支架，可減少31%鋼管使用量，降低材料成本。

3)采用抱箍螺栓連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)方案中純焊接形式，使支架體系實(shí)現(xiàn)裝配化循環(huán)使用。

4)五線梁共用一套支架體系，加強(qiáng)其整體性，實(shí)現(xiàn)大跨度、超高墩施工。

2 實(shí)施方案

2.1 施工工藝

鋼管貝雷梁及盤(pán)扣支架方案的實(shí)施分為4個(gè)階段，即基礎(chǔ)處理階段、鋼管立柱安裝階段、貝雷梁安裝階段和盤(pán)扣支架安裝階段。實(shí)行流水作業(yè)，每個(gè)階段驗(yàn)收完成后進(jìn)入下階段施工。鋼管貝雷梁高支架施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 鋼管貝雷梁高支架施工工藝流程圖

2.2 施工流程

2.2.1測(cè)量控制

測(cè)量定位鋼管立柱基礎(chǔ)位置，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)承載力不滿足要求時(shí)需要換填壓路機(jī)將其壓實(shí)平整。根據(jù)梁底標(biāo)高、原地面標(biāo)高計(jì)算鋼管立柱高度及沙箱高度(提前計(jì)算及加工)，在經(jīng)濟(jì)條件允許下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)鋼管數(shù)量、原地面高差(存在硬巖不易破碎，需要加高基礎(chǔ))及排水情況，保證綜合調(diào)整換填后的地面高程及鋼立柱高度。

2.2.2鋼立柱基礎(chǔ)施工

基礎(chǔ)砼采用C30混凝土，設(shè)計(jì)截面尺寸為1.8 m×0.8 m。鋼筋骨架安裝，四周設(shè)水平筋，采用Φ20螺紋鋼，間距為30 cm，箍筋采用C10 mm螺紋鋼，間距為25 cm。鋼筋安裝完成后進(jìn)行法蘭盤(pán)預(yù)埋，準(zhǔn)確測(cè)量定位法蘭盤(pán)位置。法蘭盤(pán)直徑為830 mm，盤(pán)底鋼筋保證焊接質(zhì)量，法蘭盤(pán)頂平整度應(yīng)控制在2 mm以內(nèi)，確保后期鋼管立柱安裝時(shí)與法蘭盤(pán)密貼，受力均勻且垂直。在法蘭盤(pán)中心開(kāi)孔，直徑稍大于手提式振搗棒，混凝土澆筑時(shí)插入法蘭盤(pán)預(yù)留孔，確保法蘭盤(pán)與混凝土的連接性。鋼立柱基礎(chǔ)混凝土澆筑過(guò)程應(yīng)完整，充分養(yǎng)護(hù)。條形混凝土基礎(chǔ)周?chē)O(shè)置40 cm×30 cm排水溝，將地表水引排并遠(yuǎn)離支架基礎(chǔ)[3]，防止積水浸泡地基，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后進(jìn)入下道工序施工。

2.2.3鋼立柱安裝

鋼管立柱安裝以垂直度和整體性為控制原則。鋼管立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)度為6 m，規(guī)格為Φ609×16 mm(帶法蘭，可裝配，連接采用8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓Φ25×90 mm)，鋼立柱垂直度不大于1%，在吊裝前確定抱箍位置并安裝，鋼管立柱間每6 m設(shè)置順橋向連接桿、橫橋向連接桿及剪刀撐，連接桿件均采用16a槽鋼與抱箍螺栓連接，順橋向連接桿采用16a槽鋼焊接桁架或150鋼管。鋼立柱同步搭設(shè)梯籠、作業(yè)平臺(tái)及防護(hù)通道。根據(jù)基礎(chǔ)施工時(shí)控制得到的鋼管立柱高程，完成鋼支柱安裝前加工沙箱(直徑70 cm，高40 cm，厚2 cm，上下鋼板為2 cm)。沙箱盡可能采用干燥、潔凈、粒徑均勻、流動(dòng)性強(qiáng)的砂子。鋼立柱安裝完成后復(fù)測(cè)標(biāo)高，根據(jù)復(fù)測(cè)標(biāo)高往沙箱內(nèi)注入砂子，并多填入2 cm左右厚度，為后期預(yù)壓、預(yù)拱度設(shè)置提供操作空間。鋼管立柱立面連接如圖2所示。

圖2 鋼管立柱立面連接

從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，優(yōu)化傳統(tǒng)方案，減少鋼管立柱用量，每跨梁跨中設(shè)置2排鋼支撐，墩身施工時(shí)埋設(shè)雙拼40b槽鋼挑梁代替原墩旁鋼柱，間距為90 cm，每側(cè)22個(gè)，墩內(nèi)埋入深度90 cm，外露70 cm，每道挑梁槽鋼內(nèi)設(shè)置3組肋板。鋼立柱安裝驗(yàn)收完成后進(jìn)入下道工序施工。

2.2.4貝雷梁安裝

鋼管立柱頂上以雙拼45a工字鋼為大橫梁，在大橫梁兩側(cè)設(shè)置限位板，避免貝雷梁吊裝作業(yè)時(shí)橫梁側(cè)傾。橫梁上布置縱梁(單層普通型321貝雷梁)，貝雷梁位于鋼立柱上方處采用20槽鋼做加強(qiáng)桿，U型螺栓做連接件抱緊貝雷片。

正線梁、到發(fā)線梁、站臺(tái)梁梁縫為2 cm，需在正線梁模板拆除后進(jìn)行到發(fā)線梁施工。正線、到發(fā)線梁、站臺(tái)梁梁底存在高差，后續(xù)梁底布設(shè)方式如下。

1)正線梁布設(shè)時(shí)，在貝雷梁上布置小橫梁(16工字鋼，縱向間距90 cm)；在小橫梁16工字鋼上鋪設(shè)10 cm×10 cm方木，方木在腹板的區(qū)間距為15 cm，在箱式區(qū)的間距為30 cm；最后在縱向方木上鋪設(shè)1.6 cm竹膠板作為箱梁底模，進(jìn)行支架預(yù)壓。

2)到發(fā)線梁布設(shè)時(shí)，在貝雷梁上布置分布梁(40工字鋼，縱向間距90 cm)；在分布梁上方布置小橫梁(16工字鋼，縱向間距90 cm)；在小橫梁16工字鋼上鋪設(shè)10 cm×10 cm方木，方木在腹板區(qū)的間距為15 cm，在箱式區(qū)的間距為30 cm；最后在縱向方木上鋪設(shè)1.6 cm竹膠板作為箱梁底模，進(jìn)行支架預(yù)壓。

3)站臺(tái)梁布設(shè)時(shí)，在貝雷梁上搭設(shè)盤(pán)扣架，盤(pán)扣鋼管支架具有組拆方便、整體穩(wěn)定性好、變形小的特點(diǎn)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工要求，組成不同的組架尺寸、形狀和承載能力的單雙排腳手架，支撐架，支撐柱等多種功能的施工裝備。接頭靠自身重力具有雙向自鎖能力，作用在橫桿上的荷載通過(guò)盤(pán)扣傳遞給立桿，盤(pán)扣具有很強(qiáng)的抗剪能力[4]。立桿連接是同軸心承插，節(jié)點(diǎn)在框架平面內(nèi)，接頭具有抗彎、抗剪、抗扭力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，承載力大。盤(pán)扣架高2 m，頂托拉線調(diào)至梁底標(biāo)高。在盤(pán)扣架頂托鋪設(shè)10 cm×10 cm方木，方木在腹板區(qū)間距為15 cm，在箱式區(qū)的間距為30 cm。最后在縱向方木上鋪設(shè)1.6 cm竹膠板作為箱梁底模，進(jìn)行支架預(yù)壓。

4)預(yù)壓完成后出具預(yù)壓成果報(bào)告，分析支架搭設(shè)是否合理，支架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是否滿足要求。通過(guò)預(yù)壓可有效消除支架與地基的非彈性變形。測(cè)定支架與地基彈性變形，根據(jù)預(yù)壓結(jié)果設(shè)置預(yù)拱度，通過(guò)沙箱預(yù)留高度放沙調(diào)整支架整體高度至適合高程后進(jìn)行梁部施工[5]。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

4 安全保護(hù)措施

鋼管貝雷梁高支架體系施工危險(xiǎn)系數(shù)高，高空作業(yè)時(shí)，要設(shè)置爬梯及安全防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行封閉。搭設(shè)平臺(tái)作業(yè)，佩戴安全帶，掛好安全帶鉤，并安裝好安全防護(hù)欄桿和防護(hù)網(wǎng)。作業(yè)平臺(tái)的腳手板要固定牢靠，防止挑頭板出現(xiàn)。梁頂作業(yè)平臺(tái)外圍設(shè)置1.2 m高欄桿，并加設(shè)防護(hù)網(wǎng)，底部設(shè)檔腳板[6]。高空作業(yè)人員要定期進(jìn)行作業(yè)前體檢，高空作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁拋物，6級(jí)以上雨雪、大風(fēng)天氣嚴(yán)禁作業(yè)。禁止酒后上崗作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

鋼管貝雷梁高支架體系采用墩身預(yù)埋方案使鋼管立柱使用量減少31%。鋼管立柱加設(shè)盤(pán)扣支架解決了道岔多線梁標(biāo)高不統(tǒng)一、梁型不統(tǒng)一的難題，操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可控，使同跨多線梁支架同時(shí)整體安裝，分段施工，大大縮短工期形成流水作業(yè)面。鋼管立柱連接桿件通過(guò)抱箍螺栓連接形成裝配式施工，避免焊接質(zhì)量不可控、連接桿件一次性使用造成的浪費(fèi)。對(duì)比傳統(tǒng)鋼管貝雷梁、掛籃及移動(dòng)模架，在車(chē)站道岔區(qū)、變截面梁體、跨度大、高差起伏明顯、使用量大的條件下更安全、高效、經(jīng)濟(jì)，為今后高支架體系在鐵路現(xiàn)澆梁中的施工提供重要參考。